JPH054286Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、光エネルギを電気エネルギに直接変
換する光起電力装置に関する。

(ロ) 従来技術 アモルフアスシリコン、アモルフアスシリコン
かーバイド、アモルフアスシリコンゲルマニウム
等のアモルフアスシリコン系半導体（微結晶との
混相をも含む）を光活性層とする光起電力装置が
現存する。その基本構造は第１図に示す如く絶縁
体或いは導電体の表面に絶縁処理を施した基板１
の一主面に、第１電極層２、上記アモルフアスシ
リコン系の半導体接合を備えた光活性層３、及び
第２電極層４の三層構造から成る膜状の光電変換
領域５が被着されている。

特開昭58−98985号公報に開示された光起電力
装置は、上記第１及び第２電極層２，４の少なく
とも一方にシリコンを含むアルミニウムを用いる
ことを提案している。即ち、アルミニウムは光入
射に対して光活性層３の背面に位置する第１或い
は第２電極層２，４として用いられると、発電に
寄与することなく光活性層３を一旦通過した光
を、斯る電極層２，４との界面で反射せしめ、再
び光活性層３に導き、発電に有効に利用すること
ができるために、背面電極用材料として極めて有
益である。

然し乍ら、上記特開昭58−98985号公報に開示
された如く、アルミニウムは背面電極用材料とし
て有益である反面、スパツタや真空蒸着時に充分
な熱エネルギを持つたアルミニウムの原子がアモ
ルフアスシリコン系の光活性層３表面に飛んでく
ると、その原子はたやすく光活性層３中に拡散し
たり、また場合によつては、シリコンと共晶をつ
くり、上記光活性層３を局部的に奪い去るために
ピンホールを生ぜしめる危惧を有していた。

上記公開公報に開示された先行技術は斯る点を
除去すべく、背面電極材料として従来のアルミニ
ウムに代つてこのアルミニウムにシリコンを含め
た複合材料を用いることを提案している。斯る複
合材料に於ける具体的組成比は、シリコン１〜20
％に対し、アルミニウムは99〜80％、とアルミニ
ウムが主体となつており、従来のアルミニウムの
長所を生かしている。即ち、上記具体的組成比に
基づく実施例は、基板１をガラス等の透光性材料
から構成することにより受光面とし、透明な第１
電極層２及び光活性層３形成後に積層被着される
第２電極層４として上記アルミニウムとシリコン
の複合材料が用いられている。

一方、本考案者らは透明電極材から成る第２電
極層４を受光面とする従来周知の他の光起電力装
置につき、基板１側の第１電極層２を上記組成比
に基づくアルミニウムシリコン複合材料により構
成したが、出力電流が著しく低くなることを確認
した。即ち、基板１側の第１電極層２をアルミニ
ウムを含む金属材料から構成する光起電力装置に
あつては、単に上記先行技術のようにアルミニウ
ムを主体とする複合材料で構成しても、出力電流
が低下するという問題点を有している。斯る出力
電流の低下について本考案者らは、上記先行技術
に於ける複合材料から成る第２電極層４は光活性
層３を形成後積層被着されるのに対し、本考案者
らが作製した第１電極層２を複合材料とする光起
電力装置は上記複合材料の第１電極層２を形成し
た後に光活性層３を積層被着するものであつて、
上述した如きアルミニウム原子の光活性層３中へ
の拡散、及びシリコンとアルミニウムとの共晶の
発生程度が、上記先行技術の場合より大きくなつ
ていることに起因しているものと考察している。

(ハ) 考案が解決しようとする課題 本考案は、上述の如く基板側の第１電極層を金
属材料で構成する際、この第１電極層を、アルミ
ニウムを主体とする材料で構成すると、出力電流
が低下するという技術的課題を解決するものであ
る。

(ニ) 考案の構成 本考案の光起電力装置は、基板の絶縁表面にア
モルフアスシリコン系の半導体を光活性層とする
薄膜光電変換領域を備え、上記基板の絶縁表面と
光活性層との間に、シリコンとアルミニウムを含
み、かつシリコンの含有量が約60〜75％である複
合材料から成る電極層を介在させた構成にある。

この構成により、出力電流の低下が防止される
のは、下記の理由によるものと考えられる。

即ち、先行技術のようなアルミニウム主体の場
合と比べて、本考案のようにシリコンを主体とす
ることにより、上述した如くアルミニウムの原子
の光活性層中への拡散、及びシリコンとアルミニ
ウムとの共晶が抑制される。

一方、シリコンの含有量が多くなると、上述の
ようなアルミニウムの拡散及び共晶の抑制効果は
大きくなるが、電極層の電気抵抗が大きくなり、
結果として、出力電流は低下する。

従つて、基板の絶縁表面と光活性層との間に介
在する電極層として、シリコンとアルミニウムを
含み、かつシリコンの含有量が約60〜75％である
複合材料を用いることによつて、電極層の電気抵
抗を不所望に大きくすることなく、上述のような
アルミニウムの拡散及び共晶が抑えられ、出力電
流の低下が抑制される。

(ホ) 実施例 本考案の実施例構造は第１図に示した従来構造
と同一であり、異なるところは背面電極として作
用する基板１と光活性層３との間に介在せしめら
れる第１電極層２の組成にあり、該第１電極層２
はシリコンを主体としアルミニウムを含む複合材
料から構成された点に特徴点が存在する。即ち先
行技術に開示された背面電極用の複合材料はアル
ミニウムを主体とし、１〜20％のシリコンを含む
ものであり、本考案と先行技術とはその材料の主
体物質に於いて相違する。斯る複合材料の主体物
質の相違は第２図に示す如きアルミニウムとシリ
コンとの混合割合を変化せしめたときの出力電流
値に基づいている。

第２図に於いて、曲線は出力電流値の変動を示
し、同一の混合割合に於ける二つの上位及び下位
の白丸は、出力電流値のバラツキ範囲の上限及び
下限であり、その白丸を結ぶ線上に設けられた一
つの黒丸は平均出力電流値を示している。即ち、
この出力電流特性から明らかな如く、シリコンの
混合割合が50％を境界として、その混合割合が70
％をピークとして増加し、80％となると、出力電
流は零に近づき、逆に50％から減少すると、70％
のピーク時の平均出力電流値を100％とした時の
50％を僅かに越えるのが最高であつた。従つて、
平均出力電流値がピーク時の70％以上となるの
は、シリコンの含有量にして約60〜75％のときで
あることを見い出した。

(ヘ) 考案の効果 本考案は以上の説明から明らかな如く、基板の
絶縁表面と光活性層との間に、シリコンを主体と
しアルミニウムを含む複合材料から成る電極層を
介在せしめたので、従来同様背面電極用材料とし
て極めて有益なアルミニウムを僅かながらも用い
たにも拘らず、出力電流値の低下を抑圧すること
ができ、特にシリコンの含有量を約60〜75％とす
ればその抑圧効果の著しい光起電力装置を提供し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本構造を示す側面図、第２
図はシリコンの混合割合に対する出力電流の変化
を示す特性図、である。 １……基板、２……第１電極層、３……光活性
層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基板の絶縁表面にアモルフアスシリコン系の半
   導体を光活性層とする薄膜光電変換領域を備え、
   上記基板の絶縁表面と光活性層との間に、背面電
   極としてシリコンとアルミニウムを含み、かつシ
   リコンの含有量が60〜75％である複合材料から成
   る電極層を介在させたことを特徴とする光起電力
   装置。